ANKET

Sitemizde En Çok Hangisinin İncelemesini Görmek İstersiniz ?

Dizüstü Bilgisayar - 16 ( 28.07 % )

Ekran Kartı - 10 ( 17.54 % )

RAM - 1 ( 1.75 % )

Intel NUC Mini Bilgisayar - 1 ( 1.75 % )

USB Bellek - 2 ( 3.51 % )

Sadece SSD Yeterli ! - 27 ( 47.37 % )

TÜM ANKETLER

TOPLAM REY : 57

SON TWEETLER

NAND Flash Bellek Mîmârisi Nasıl Çalışır ?

Yazar: 24-11-13  18:46

NAND-Flash-Bellek-Mimarisi-Calisma-Esaslari-SSDLabsNet

 

 

Buraya kadar işlediklerimizin ekserîsi NAND Flash teknolojisinin tâbiri câiz ise kütübhânelik mâlûmatları teşkil ediyordu. Fakat, katı hâl diskleri hakkında memleketimizde en geniş veritabanına sâhiblik eden sitemizin her kesimden ziyâretçiye hizmet edebilmesi gâyesi ile ilgili bu kısımları da makâlemize dâhil ettik.

 

Şimdi ele alacağımız konu da NAND Flash Bellek teknolojisinin SSD’ler üzerindeki çalışma esaslarıdır. Dikkatinizi celb edecektir ki SSD’ler üzerindeki dedik, çünkü NAND Flash teknolojisi, kullanıldığı sahaya göre kısmî de olsa farklılıklar arz edip, onlara göre uyarlanmalar ihtivâ edebilmektedir.

 

NAND Flash depolamada bilmemiz îcâb eden üç temel kâide vardır. Bunu tıpkı cebir ilminde olduğu gibi gibi de telâkkî edebiliriz. Nasıl ki cebirin belli kuralları vardır ve diğerleri de bunun üzerine binâ edilir, NAND Flash teknolojisi de böyledir. Misâl, 0 ile hangi sayısı çarpar isek sonuç yine sıfırdır.

 

 

 

1- SSD’lerde Verî Sâdece Boş Sahaya Yazılabilir

 

 

Bu durum HDD’lerdeki ile benzerlik göstersede SSD’ler birkaç farklılık ile ayrılır. Şöyleki:

 

Sâbit diskimizdeki bir veriyi silmek istediğimizde işletim sistemi, hedef verinin bulunduğu sahayı boş / yazılabilir olarak işâretler. İşletim sistemi üzerinden baktığımızda veri silinmiştir, lâkin, aslında hedef veri hiçbir yere gitmemiştir ve üzerine başka bir veri yazılana kadar tamâmen orada kalmaya devâm edecektir.

 

 

Misâllendirecek olur isek:

 

Verîyi bir kitab şeklinde farzedelim. İşletim sistemine bu kitabı silme emri verdiğimizde kitabın sâdece İçindekiler kısmı silinir. Ve işletim sistemi bu kitaba ( veriye ) bir daha baktığında İçindekiler kısmı boş olduğundan dolayı kitabın tümünü boş kabûl eder. Halbuki kitabın muhtevâsı aynı şekilde orada durmaktadır. HDD’lerde silme ve tekrar yazma işlemleri bu şekilde uygulanır. Yâni yeni veri, daha evvel aynı noktada bulunmakta olanın üstüne yazılır.

 

SSD’lerde ise durum farklıdır ve NAND Flash belleklerin yapılarından ötürü uyulmak mecbûriyetinde olunan kâideler vardır. Yâni verî, HDD’lerdeki gibi üst üste yazılamaz, ancak boş bir sahaya yazılabilmekle berâber hedef yeri boş / yazılabilir şeklinde işâretlemek de kâfî değildir. Verdiğimiz misâldeki gibi kitabın hem İçindekiler kısmını hem de içeriğini silmek zorunluluğu vardır.

 

Bunun için de hedef sahadaki her bir bit verî Block bazında silindi olarak işâretlendirildikten sonra bir de üzerine 0 ( Sıfır ) yazılmalıdır.

 

 

A

 

 

Bir HDD’de 100GB’lik bir dosyayı silme işlemi 1-2 sâniye sürmektedir. SSD’lerde de durum aynıdır, birkaç sâniye sürer. Fakat SSD’de az önce sildiğimiz 100GB’lik hedef dosyanın bulunduğu block’ları tekrar kullanabilmek için bu 100GB’lik alanın tamâmen silinmesi,  yâni her bir hücreye 0 yazılması mecbûriyeti vardır. Kullanıcı, arka plânda gerçekleşen bu işlemlerin farkında değildir. 

 

İş bu zikrettiğimiz unsurlar, katı hâl disklerinin hem performans hem de Flash bellek ömrü açısından omuzlarındaki en ağır külfettir. Çünkü, daha öncede belirttiğimiz gibi NAND Flash hücrelerinin belli bir ömürleri vardır ve her kullanım esnâsında bir miktar yıpranma hâsıl olur. Ölen ya da kullanılamaz hâle gelen hücreler tıpkı HDD’lerdeki bad sektör’lere benzemektedirler ve zamanla SSD’nin performans ve istikrârından harcarlar.

 

 

 

Bu durumda aklımıza şöyle bir suâl gelebilir: ‘’ Peki benim için doğru olan SSD’yi nasıl belirleyeceğim ? ‘’

 

Bunun cevâbını A’dan Z’ye SSD Rehberimizin gelecek sayfalarında zikredeceğiz. Şimdi geri kalan iki unsura geçelim:

 

 

2- SSD’ler üzerinde yazılabilir ve okunabilir en küçük birim Page’lerdir.

 

3- SSD’ler üzerinde silinebilir en küçük birim ise Block’lardır.

 

 

Daha evvel de belirttiğimiz üzere Page’ler umûmen 4KB büyüklüğünde olmakla berâber günümüzde 8 ve 16KB boyutlarında da hazırlanmaktadır. Yâni SSD’miz üzerinde 100 byte’lık işlem dâhi yapmak istediğimizde kontrolcümüz bu işlem için bir Page’i tamâmen kullanmak mecbûriyetindedir. Bundan bir müddet sonra başka bir 100 byte’lık dosyayı NAND’lar üzerine yazmak istediğimiz de kontrolcümüz ikinci boş Page‘i kullanmak durumundadır. Söz konusu silme işlemi olduğunda ise NAND Flash belleklerin yapısı gereği kontrolcümüz hedef block, yâni o hattaki tüm Page’leri silmekle mükelleftir. Mevzû bahis block üzerine daha sonra tekrar verî yazmak istememiz hâlindeyse kontrolcü bu sefer hedef block’un üzerine tamâmen 0 yazar ve sahayı kullanıma hazır hâle getirir. Bu deverân böyle gitmektedir.

 

” Peki, silinmesi gereken A Verîsi ve barındırılmaya devâm edilmesi lâzım gelen B Verîsi aynı block üzerindeler ise bu durumda ne olacaktır ? ” şeklindeki suâlin cevâbı da kontrolcülere dâhil edilen karmaşık algoritmaların omuzlarındadır. Çünkü mes’ele kâğıt üzerinde kolay anlaşılabilen cinsden olasına rağmen durum pek de öyle değildir. 

 

NAND Flash teknolojisinin temel çalışma kâideleri olan yukarıda belirttiğimiz üç unsurdan ötürü iş mutlak silikondan çok matematiksel algoritmalara, yâni yazılıma binmekte. Yazılım noktasında da tüm yükü kontrolcü sırtlanmakta.

 

 

NAND Flash belleklerin nasıl çalıştığını dâir böyle bir girizgâh ardından, bir sonraki makâlemizde  tekrar geriye gidiyor ve kontrolcünün çalışma mantığına dönüş yapıyoruz: Write Amplification Nedir, Nasıl Çalışır ?

 

 

 

 

 

İKTİBASLAR: